L'épithélium cornéen est un épithélium pavimenteux stratifié qui comprend cinq à sept assises de cellules dans sa partie centrale, et huit à dix à sa partie périphérique. Il représente 10 % de l'épaisseur cornéenne totale avec 50 à 60 µm. Outre les cellules épithéliales réparties en trois couches : superficielles, intermédiaires et basales, on retrouve au sein de cet épithélium cornéen : des lymphocytes (essentiellement T et de phénotype T8), des cellules de Langerhans présentatrices d'antigènes qui interviennent dans la réponse immunitaire, aussi des mélanocytes dans la couche basale.
Ces cellules non épithéliales sont présentes à la périphérie, dans la région limbique, montrant la grande activité de cette région anatomique cornéenne.
Les cellules superficielles
Ce sont les cellules les plus différenciées de l'épithélium cornéen, qui finiront par desquamer vers le film lacrymal avec lequel elles sont en contact.
Allongées et aplaties, de forme polygonale avec une longueur de 40 à 60 µm, elles sont réparties en deux ou trois couches.
Les cellules les plus profondes possèdent un noyau très allongé (26 µm). Les plus superficielles sont les plus matures et desquameront, leur noyau ne persiste que sous forme de mottes chromatiniennes condensées et les mitochondries y sont rares. Ces caractéristiques en font des cellules en phase de régression métabolique. Le cytoplasme de ces cellules contient
des protéines contractiles, des granules de glycogène, et un appareil de Golgi très développé, avec des vésicules volumineuses en grand nombre.
Les cellules intermédiaires
Ce sont des cellules de transition qui comprennent deux à trois assises de cellules dans la partie centrale de l'épithélium, et cinq à six à la périphérie.
Ces cellules sont de forme polygonale, avec une face antérieure convexe et une face postérieure concave. Le noyau est allongé dans l'axe de la cellule.
Leur appareil de Golgi est très développé avec de nombreuses vésicules à son voisinage. Le cytoplasme contient des microtubules et de nombreux filaments de kératine appelés tonofilaments.
Les cellules basales
Ces cellules représentent la couche germinative de l'épithélium. Elles sont cylindriques, de 18 µm de haut pour 10 µm de diamètre. Leurs cellules filles migrent pour former les cellules intermédiaires. Leur noyau est ovale orienté dans le grand axe. Le cytoplasme est riche en glycogène, et possède plus d'organites que les cellules plus superficielles. Les mitochondries sont petites, irrégulières et d'aspect lamellaire, situées autour du noyau et dans la partie inférieure des cellules basales. Dans le cytoplasme se trouvent les filaments d'actine appliqués contre la membrane basale qui joue un rôle dans la migration cellulaire. Il contient aussi des microtubules et surtout des filaments de kératine (3 et 12) connectés par l'intermédiaire de desmosomes et d’hémidesmosomes.
La membrane basale
Faite de cellules épithéliales, la membrane basale sépare la membrane de Bowman de l'épithélium. Ses principales fonctions lui permettent de jouer le rôle de guide pour la migration cellulaire, de support pour l'adhésion cellulaire, l'émission ou transmission d'informations, et de membrane semi-perméable. Son épaisseur de 80 A environ, peut augmenter avec l'âge et dans certaines circonstances pathologiques (diabète, dystrophie de la membrane basale,...).
Deux parties peuvent s’individualiser : la lamina lucida, au contact des cellules épithéliales, claire aux électrons, mesurant 23 à 25 µm, et la lamina densa, vers le stroma, dense aux électrons, faisant 46 à 48 µm d'épaisseur.
La Membrane basale est constituée de collagène IV et de protéoglycanes à héparane-sulfate, associés à des protéines. Celles-ci comprennent l'entactine, la laminine, la fibronectine et l’ostéonectine.
1.2.3. La membrane de Bowman
La membrane de Bowman est une couche acellulaire de 8 à 14 µm, composée essentiellement de très nombreuses fibrilles de collagène non orientées qui s'entremêlent en tous sens dans la substance fondamentale.
Les seules parties cellulaires sont représentées par de fines expansions de cellules de Schwann entourant les terminaisons nerveuses. La substance fondamentale est constituée de mucoprotéines de composition biochimique identique à celle du stroma. En périphérie de la cornée, la membrane de Bowman devient plus mince, moins dense, puis disparaît au niveau du limbe. Elle présente de nombreux pores permettant le passage des terminaisons nerveuses jusqu'à l’épithélium. Le collagène I est le principal constituant de la membrane de Bowman. Le collagène IV et VII, provenant de la membrane basilaire, se trouve également sur une épaisseur de 2 µm du côté antérieur. Les fibrilles de collagène qui entrent dans la composition de la membrane de Bowman sont plus petites et moins enchevêtrées que celles retrouvées au niveau du stroma.
La membrane de Bowman est synthétisée par les cellules basales de l'épithélium pendant la vie embryonnaire. Ces cellules ne sont ensuite plus capables de la régénérer, ainsi, toute rupture de la membrane de Bowman entraîne l'apparition de tissu cicatriciel formant des opacités définitives.
1.2.4. Le Stroma
Situé entre la membrane de Bowman et la membrane de Descemet, le stroma cornéen, qui mesure environ 500 µm, constitue près de 90% de l'épaisseur totale de la cornée humaine. Il est composé presque entièrement d'une substance extracellulaire parsemée de quelques éléments cellulaires.
La matrice extracellulaire consiste essentiellement en lamelles de collagène dont l'organisation spatiale est spécifique au stroma cornéen.
Les kératocytes ou fibrocytes responsables de la sécrétion de cette substance représentent 3 à 5 % du volume stromal. Les autres populations cellulaires sont les cellules de Schwann entourant les axones cornéens, quelques
lymphocytes B et T, cellules mononuclées, cellules de Langerhans. Enfin, ces éléments sont baignés par la substance fondamentale constituée de glycoprotéines et protéoglycanes. Les Kératocytes sont des cellules de type conjonctif ou fibrocytes, plates, étoilées, disposées parallèlement à la surface de la cornée et aux lamelles de collagène, ils subissent une transformation en fibroblastes lors des processus de cicatrisation. Leur propriété fondamentale est la synthèse des glycoprotéines et des protéoglycanes.
La Substance fondamentale entoure les kératocytes et lamelles de collagène, et contient certaines glycoprotéines associées aux protéoglycanes. Les autres éléments cellulaires sont représentés par les lymphocytes B et T, les monocytes et les cellules de Langerhans.